光刻和刻蝕是兩個不同的加工工藝，但因為這兩個工藝只有連續(xù)進行，才能完成真正意義上的圖形轉(zhuǎn)移，而且在工藝線上，這兩個工藝經(jīng)常是放在同一工序，因此，有時也將這兩個步驟統(tǒng)稱為光刻。

    刻蝕就是將涂膠前所淀積的薄膜中沒有被光刻膠（經(jīng)過曝光和顯影后）覆蓋和保護的部分去除掉，達到將光刻膠上的圖形轉(zhuǎn)移到其下層材料上的目的。

    刻蝕工藝主要有濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕是利用液體化學試劑與待刻材料反應生成可溶性化合物，達到刻蝕的目的，是一種純化學腐蝕，具有優(yōu)良的選擇性，但屬于各向同性因此對線條尺寸控制性差。干法刻蝕是利用等離子體與待刻材料相互作用（物理轟擊和化學反應），從而除去未被光刻膠保護的材料而達到刻蝕的目的。

    目前在圖形轉(zhuǎn)移中，干法刻蝕占據(jù)主導地位。例如，氮化硅、多晶硅、金屬以及合金材料等均采用干法刻蝕技術(shù)，而二氧化硅采用濕法刻蝕技術(shù)，有時金屬鋁也采用濕法刻蝕技術(shù)。

1.濕法刻蝕

濕法刻蝕是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液內(nèi)進行腐蝕的技術(shù)。簡單來說，就是中學化學課中化學溶液腐蝕的概念，它是一種純化學刻蝕，具有優(yōu)良的選擇性，刻蝕完當前薄膜就會停止，而不會損壞下面一層其他材料的薄膜。由于所有的半導體濕法刻蝕都具有各向同性，所以無論是氧化層還是金屬層的刻蝕，橫向刻蝕的寬度都接近于垂直刻蝕的深度。這樣一來，上層光刻膠的圖案與下層材料上被刻蝕出的圖案就會存在一定的偏差，也就無法高質(zhì)量地完成圖形轉(zhuǎn)移和復制的工作，因此隨著特征尺寸的減小，在圖形轉(zhuǎn)移過程中基本不再使用。

    目前，濕法刻蝕一般被用于工藝流程前面的晶圓片準備、清洗等不涉及圖形的環(huán)節(jié)，而在圖形轉(zhuǎn)移中干法刻蝕已占據(jù)主導地位。

2.干法刻蝕

RIE刻蝕效果

等離子刻蝕機

干法刻蝕是用等離子體進行薄膜刻蝕的技術(shù)。當氣體以等離子體形式存在時，它具備兩個特點：一方面等離子體中的這些氣體化學活性比常態(tài)下時要強很多，根據(jù)被刻蝕材料的不同，選擇合適的氣體，就可以更快地與材料進行反應，實現(xiàn)刻蝕去除的目的；另一方面，還可以利用電場對等離子體進行引導和加速，使其具備一定能量，當其轟擊被刻蝕物的表面時，會將被刻蝕物材料的原子擊出，從而達到利用物理上的能量轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)刻蝕的目的。因此，干法刻蝕是晶圓片表面物理和化學兩種過程平衡的結(jié)果。

干法刻蝕又分為三種：物理性刻蝕、化學性刻蝕、物理化學性刻蝕。其中物理性刻蝕又稱為濺射刻蝕。很明顯，該濺射刻蝕靠能量的轟擊打出原子的過程和濺射非常相像。（想象一下，如果有一面很舊的土墻，用足球用力踢過去，可能就會有墻面的碎片從中剝離）

這種極端的刻蝕方法方向性很強，可以做到各向異性刻蝕，但不能進行選擇性刻蝕。

化學性刻蝕利用等離子體中的化學活性原子團與被刻蝕材料發(fā)生化學反應，從而實現(xiàn)刻蝕目的。由于刻蝕的核心還是化學反應（只是不涉及溶液的氣體狀態(tài)），因此刻蝕的效果和濕法刻蝕有些相近，具有較好的選擇性，但各向異性較差。

人們對這兩種極端過程進行折中，得到目前廣泛應用的一些物理化學性刻蝕技術(shù)。例如反應離子刻蝕（RIE --Reactive Ion Etching）和高密度等離子體刻蝕（HDP）。這些工藝通過活性離子對襯底的物理轟擊和化學反應雙重作用刻蝕，同時兼有各向異性和選擇性好的優(yōu)點。目前RIE已成為超大規(guī)模集成電路制造工藝中應用最廣泛的主流刻蝕技術(shù)。